1. Rutherfords spridningsexperiment:
– 1911 utförde Ernest Rutherford ett guldfolieexperiment, där han bombarderade ett tunt ark guldfolie med alfapartiklar (heliumkärnor).
- De flesta av alfapartiklarna passerade genom folien utan några betydande avböjningar, vilket tyder på att det mesta av atomens volym är tomt utrymme.
– Ett litet antal alfapartiklar avböjdes i stora vinklar, vilket indikerar att atomens positiva laddning och massa är koncentrerade i en mycket liten, tät kärna.
2. Beräkningar baserade på atomstruktur:
– Atomkärnan, som innehåller protoner och neutroner, är otroligt liten jämfört med atomens totala storlek.
- Kärnans radie är i storleksordningen femtometer (10^-15 meter), medan atomens radie är i storleksordningen ångström (10^-10 meter).
– Den stora majoriteten av atomens volym upptas därför av elektronmolnet, som är ett område där elektroner rör sig runt kärnan.
3. Jämförelse av densitet av fasta ämnen och atomer:
- Ett föremåls densitet definieras som massa per volymenhet.
- Densiteten för de flesta fasta ämnen är i storleksordningen gram per kubikcentimeter (g/cm^3).
- Emellertid är tätheten av atomer otroligt låg, vanligtvis i storleksordningen 10^-24 g/cm^3. Denna enorma skillnad i densitet indikerar att atomer för det mesta är tomma utrymmen.
4. Gasernas egenskaper:
- Gaser uppvisar egenskaper som låg densitet, hög kompressibilitet och förmågan att flyta lätt.
– Dessa egenskaper kan förklaras med att gasatomer ligger relativt långt ifrån varandra.
– Det stora tomma utrymmet mellan gasatomer gör att de kan röra sig fritt och uppta en större volym.
Sammantaget indikerar de olika experimentella bevisen och teoretiska beräkningarna att volymen av en atom är övervägande tom utrymme, med majoriteten av atomens massa koncentrerad i den lilla atomkärnan.
